陕西省实验中学2022年高三压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为()A． B． C． D．2．甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是A．甲运动得比乙快B．甲运动的位移比乙运动的位移小C．乙先沿负方向运动后沿正方向运动D．甲、乙两质点间的距离先增大后减小3．某LED灯饰公司为保加利亚首都索非亚的一家名为“cosmos（宇宙）”的餐厅设计了一组立体可动的灯饰装置，装置生动模仿了行星运动的形态，与餐厅主题相呼应。每颗“卫星/行星”都沿预定轨道运动，从而与其他所有“天体”一起创造出引人注目的图案。若这装置系统运转原理等效月亮绕地球运转（模型如图所示）；现有一可视为质点的卫星B距离它的中心行星A表面高h处的圆轨道上运行，已知中心行星半径为R，设其等效表面重力加速度为g，引力常量为G，只考虑中心行星对这颗卫星作用力，不计其他物体对这颗上星的作用力。下列说法正确的是（）A．中心行星A的等效质量B．卫星B绕它的中心行星A运行的周期C．卫星B的速度大小为D．卫星B的等效质量4．如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法正确的是（）A．A、C两个点的电场强度方向相反B．O点电场强度等于零C．将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做正功D．O点的电势低于A点的电势5．如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是（）A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长6．如图所示，斜面固定在水平面上，斜面上一个物块在沿斜面向下拉力F1作用下匀速下滑，某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则之后较短的一段时间内物块的运动状态是（）A．仍匀速下滑 B．匀加速下滑C．匀减速下滑 D．不确定，这与接触面摩擦系数的大小有关二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（）A．粒子获得的最大动能与加速电压无关B．粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为C．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为D．若，则粒子获得的最大动能为8．如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g=10m/s2，则在整个过程中A．物块和木板组成的系统动量守恒B．子弹的末动量大小为0.01kg·m/sC．子弹对物块的冲量大小为0.49N·sD．物块相对木板滑行的时间为1s9．如图，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B，用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（）A．A对B的摩擦力可能不变B．拉力F可能增大C．物体B对斜面的作用力减小D．地面受到的摩擦力大小可能变大10．质量均匀分布的导电正方形线框abcd总质量为m，边长为l，每边的电阻均为r0。线框置于xoy光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。如图，现将ab通过柔软轻质导线接到电压为U的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是A．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为B．若磁场方向沿x轴正方向，则线框保持静止C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则D．若磁场方向沿y轴正方向，线框以cd边为轴转动且cd边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变桶中砂的质量进行多次实验。完成下列问题：(1)实验时，下列操作或说法正确的是______________；A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数C．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量(2)实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则打点计时器打B点时砂桶的速度大小为___m/s；(3)以拉力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a—F图像可能正确的是（____）A．B．C．D．(4)若作出a—F图线，求出其“斜率”为k，则小车的质量为_____。12．（12分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80m/s2）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm．（1）将表中数据补充完整：①________；②________．

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0（cm）

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x（cm）

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k（N/m）

163

①

56.0

43.6

33.8

28.8

（m/N）

0.0061

②

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

（2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k－n图像．（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，用手捏住细线，让质量m=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=1m/s的速率做匀速圆周运动，其半径r=0.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速用手捏住细线，保证小球在更大半径的新轨道做匀速圆周运动，已知大半径的圆与小半径的圆为同心圆。求：（1）细线迅速放长0.2m所经历的时间（2）在大半径新轨道上运动时小球的角速度（3）在大半径新轨道上运动时，细线对小球的拉力14．（16分）如图所示，真空中有一个半径r=0.5m的圆形磁场区域，与坐标原点O相切，磁场的磁感应强度大小B=2×10－4T，方向垂直于纸面向外，在x=1m处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N，板间距离为d=0.5m，板长L=1m，平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心O1。若在O点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断的均匀发射出速率相同的比荷为=1×108C/kg，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线O2O3方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：（1）沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v和粒子在磁场中的运动时间t0；（2）从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比；（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上如图示电压（周期T0），N板比M板电势高时电压值为正，在x轴上沿x轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度l。15．（12分）如图所示，材质相同的直角三角形和圆形玻璃砖紧紧贴在一起（不考虑中间缝隙），AB=BD=L，其中AD是一个平面镜，一束平行光线垂直于AB边从空气射入玻璃砖，通过BD边的光线中，只有占BD长度的光线可以从圆弧CD射出，光在真空中传播速度为c，则：（可能用到的数值：sin74°=0.96，结果用分数表示）(1)玻璃砖对光线的折射率n；(2)恰好没有从圆弧面CD射出的光线在玻璃中的传播的时间t。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】

根据万有引力提供向心力解得该人造卫星做圆周运动的周期为人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为解得环月轨道的半径大小为：A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误。2、B【解析】

C.由图可知，甲、乙做的是同向运动，C错误；D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；B.乙运动的位移比甲的位移大，B正确。3、B【解析】

A.卫星绕中心行星做圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力得据此分析可得，故A错误；B.根据万有引力提供圆周运动的向心力得，r=R+h解得，故B正确；C.根据万有引力提供圆周运动的向心力得，r=R+h解得，故C错误；D.卫星B是中心行星A的环绕卫星，质量不可求，故D错误。故选B。4、D【解析】

AB．利用点电荷场强的合成A、O、C三点的合场强均水平向右，AB错误；C．在BD直线上场强方向垂直BD向右，则沿着BD移动正电荷电场力不做功，C错误；D．沿着电场线方向电势降低，则O点的电势低于A点的电势，选项D正确.故选D。5、B【解析】

A．液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向。因液滴由静止释放，故合力的方向一定与运动方向一致，故液滴做直线运动，故A错误；B．两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由可知，板间的电场强度增大，电场力变大，合力变大，故加速度增大，故B正确；C．因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平方向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增大，加速度增大，运动时间减小，故C错误；D．定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差，故带电粒子受力不变，加速度不变，运动时间不变，故D错误。故选B。6、C【解析】

设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，以物体为研究对象进行受力分析如图所示：沿斜面方向根据共点力的平衡条件可得：F1+mgsinθ=μmgcosθ所以μtanθ；当物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则有：F2sinθμF2cosθ所以某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2后，物块将匀减速下滑，故ABD错误、C正确。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】

A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得v=则粒子获得的最大动能Ekm=mv2=粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理nqU=mvn2可得vn=同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得的速度vn+1=粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数n==粒子在磁场中运动周期的次数n′==粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=n′T==故C正确。D.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即，

当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为

，粒子的动能为Ek=mv2。当时，粒子的最大动能由Bm决定，则解得粒子获得的最大动能为当时，粒子的最大动能由fm决定，则vm=2πfmR解得粒子获得的最大动能为Ekm=2π2mfm2R2故D正确。故选ACD.8、BD【解析】

A．子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒．故A错误；B．选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=（m0+m）v1……①木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：（m0+m）v1=（m0+m+M）v2……②联立可得：所以子弹的末动量：p＝m0v2＝5×10−3×2＝0.01kg·m/s．故B正确；C．由动量定理可得子弹受到的冲量：I＝△p＝p−p0＝0.01kg·m/s−5×10−3×300kg·m/s＝1.49kg·m/s=1.49N·s．子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49N·s．故C错误；D．对子弹木块整体，由动量定理得：-μ（m0+m）gt=（m0+m）（v2-v1）……③由①②③式可得，物块相对于木板滑行的时间．故D正确．9、BC【解析】

AB．拉力F平行斜面向上时，先对物体B受力分析如图根据平衡条件，平行斜面方向F=f+mgsinθ垂直斜面方向N=mgcosθ其中：f=μN解得F=mg（sinθ+μcosθ）①f=μmgcosθ②拉力改变方向后，设其与斜面夹角为α，根据平衡条件，平行斜面方向F′cosα=f+mgsinθ垂直斜面方向N′+F′sinα=mgcosθ其中：f′=μN′解得③f′=μ（mgcosθ－F′sinα）④由②④两式得到滑动摩擦力减小；由①③两式得到，拉力F可能变大，也可能减小，故A错误，B正确；CD．对物体A受力分析，受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图：根据平衡条件，水平方向有f静=Nsinθ+fcosθ结合前面AB选项分析可知，当拉力改变方向后，N和f都减小，故f和N的合力一定减小（B对A的力就是f和N的合力）。静摩擦力也一定减小，故C正确，D错误；故选BC．10、ACD【解析】

A．根据左手定则，安培力的方向沿+y轴方向

根据F=BIl，线框所受的安培力的合力为：线框的加速度大小为：故A正确；B．若磁场方向沿x轴正方向，ad边受到的安培力竖直向下，cd边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B错误；C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则，根据动能定理可得解得：故C正确；

D．在转动过程中，由于ab边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：故D正确；故选ACD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、B0.832A【解析】

(1)[1]．AD．由于有拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，则不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要砂和砂桶的质量远小于小车的质量，选项AD错误；B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数，选项B正确；C．电火花计时器与纸带之间的摩擦力较小，则选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差小，选项C错误；故选B.(2)[2]．已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T=5×0.02s=0.1s。

B点对应的速度为则此时砂桶的速度为(3)[3]．因长木板放在水平桌面上，则由于没平衡摩擦力，对小车根据牛顿第二定律则得到的a—F图像可能正确的是A。(4)[4]．由可知解得12、（1）①81.7②0.0122（2）如图所示（3）（1.67—1.83）×103/n、（3.31—3.62）/l0【解析】试题分析：（1）①中；②（2）图线如图：（3）③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即（N/m）（在之间均可）④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足，代入可得：．（在之间均可）考点：测量弹簧的劲度系数实验；四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）0.4s（2）1.2rad/s（3）1.44N【解析】

（1）突然松手，小球将沿着小半径的圆轨道相切飞出去，如图所示即沿着图中AB方向做匀速直线运动，直角三解形OAB中，；，则m则细线迅速放长0.2m所经历的时间为：（2）依题意，小球刚运动B点时速度大小为，方向沿AB方向，如图，此时，可将速度分解为沿半径OB方向的和垂直半径OB方向的。由于小球到达B点时又迅速捏住细线，沿OB方向的突然消失，小球将以在大半径上作匀速圆周运动，根据∽，代入数据得：所以：（3）半径增大后，仍有细线拉力提供向心力，14、（1）1×104m/s，7.85×10－5s；（2）；（3）（